说明
谐振频率f
- QCM芯片由夹在一对电极之间的薄石英片组成。通过施加交流电压，芯片可以被激发，以特有的共振频率振荡。共振频率取决于芯片和芯片表面粘附层的总质量，其中也包括耦合水。当薄膜吸附到芯片上时，共振频率会降低。如果吸附膜薄而坚硬，频率的下降与吸附膜的质量成正比。 在这种情况下QCM得到的数据非常精准。与其他QCM不同的是，QCM-D同时监测自由振荡的芯片的频率和能量耗散响应，从而更加准确和快速地得到结果。
- 芯片的谐振频率（f）取决于总振荡质量，包括耦合的水。当芯片上吸附有薄膜时，频率会降低。如果该薄膜薄而坚硬，频率的下降与吸附膜的质量成正比。通过这种方式，QCM可以更加准确和快速地得到结果。
- 在大多数应用中，吸附膜并不是刚性的，所以Sauerbrey变得并不适用。 “软”（粘弹性）的薄膜不会完全与晶体耦合振荡，因此Sauerbrey方程会低估吸附的质量。
能量耗散D
柔软的薄膜可以抑制芯片的振荡。芯片振动的阻尼或能量耗散（D）揭示了薄膜的柔软程度（粘弹性）。 \(D = E_{lost} / 2π E_{stored}\) 通过记录在共振频率振动的芯片来测量其能量消耗。仪器也提供芯片在基频和倍频（例如15、25和35MHz）之间切换时的额外信息。 通过在多个频率下测量得到的数据，并应用QSense软件Dfind中的粘弹性模型（例如Voigt模型）来详细表征。可以通过特定的拟合得到软性吸附膜的粘度、弹性和准确的厚度。
参考资料：
- 耗散型石英晶体微天平（QCM-D）
- Technology Note:Quartz Crystal Microbalance with Dissipation (QCM-D)
- 如何用QCM-D来表征粘弹性
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